اللغة العربية
تصميم دشاشات الهواء لغرف الأبحاث النظيفة: المبادئ الأساسية واعتبارات الهندسة
تم إنشاؤها 02.05
تُعد كبائن الهواء (Air showers) مكونًا حيويًا في أنظمة التحكم في التلوث في غرف الأبحاث النظيفة. تقع كبائن الهواء عند نقطة الالتقاء بين البيئات غير المتحكم بها والبيئات المتحكم بها، وتقوم بإزالة الجسيمات العالقة على الأسطح من الأفراد أو المواد قبل دخول المناطق النظيفة. لا يؤدي تصميم كابينة الهواء الجيد إلى تحسين أداء الغرفة النظيفة فحسب، بل يدعم أيضًا الامتثال لمتطلبات ISO 14644 و GMP. يوضح هذا المقال المبادئ الأساسية والاعتبارات الهندسية للتصميم الفعال لكبائن الهواء في تطبيقات الغرف النظيفة.
1. دور الاستحمام الهوائي في التحكم في تلوث غرف الأبحاث
تعد حركة الأفراد أحد المصادر الرئيسية للتلوث الجسيمي في الغرف النظيفة. حتى مع الملابس المناسبة، يمكن أن تنتقل الجسيمات الملتصقة بالملابس والأسطح المكشوفة إلى المناطق الحرجة.
تعمل وحدات الاستحمام الهوائي عن طريق:
توفير هواء عالي السرعة مفلتر بواسطة HEPA لإزالة الجسيمات
إنشاء منطقة انتقال متحكم بها بين تصنيفات الغرف النظيفة
تقليل حمل الجسيمات قبل دخول الأفراد أو المواد إلى الغرفة النظيفة
يضمن التصميم الصحيح لوحدات الاستحمام الهوائي أن تكون هذه العملية فعالة وقابلة للتكرار ولا تعطل توازن ضغط الغرفة النظيفة.
2. مبادئ تصميم تدفق الهواء
2.1 سرعة الهواء والفعالية
سرعة الهواء هي عامل حاسم في كفاءة إزالة الجسيمات. تشمل معايير التصميم النموذجية:
سرعة هواء الفوهة: 20-25 م/ث
وقت الاستحمام الهوائي الفعال: 10-20 ثانية لكل دورة
الهدف هو توليد قوة قص كافية لإزالة الجسيمات دون التسبب في عدم الراحة أو إعادة تلوث الملوثات.
2.2 تخطيط الفوهات والتغطية
تغطية تدفق الهواء الموحدة ضرورية. تشمل الاعتبارات الهندسية:
ترتيب فوهات متعدد الاتجاهات (الجدران الجانبية، الزوايا، أو السقف)
تدفقات الهواء المتداخلة للقضاء على المناطق الميتة
فوهات قابلة للتعديل لاستيعاب ملابس غرف الأبحاث المختلفة
يمكن أن يؤدي وضع الفوهات السيئ إلى تنظيف غير متساوٍ وتقليل كفاءة التحكم في التلوث.
3. تصميم نظام الترشيح
3.1 متطلبات ترشيح HEPA
تستخدم دشاشات الهواء عادةً فلاتر HEPA (H13 أو H14) لضمان نظافة هواء عالية:
H13: ≥99.97% كفاءة عند 0.3 ميكرومتر
H14: ≥99.995% كفاءة عند 0.3 ميكرومتر
يجب أن يتوافق اختيار الفلتر مع فئة النظافة للغرفة النظيفة اللاحقة.
3.2 تصميم إعادة تدوير الهواء مقابل العادم
تعمل معظم دشاشات الهواء على مبدأ إعادة التدوير:
يتم ترشيح الهواء، وإطلاقه عبر فوهات، ثم إعادته وإعادة ترشيحه
يقلل من استهلاك الطاقة مع الحفاظ على النظافة
في البيئات عالية المخاطر، يمكن استخدام تصميمات العادم الجزئي لتقليل انتقال التلوث بشكل أكبر.
4. اعتبارات الهيكل والتخطيط
4.1 الحجم والسعة
يجب تحديد أبعاد حجرة الهواء بناءً على:
عدد المستخدمين لكل وردية
معدل تدفق الأفراد
تكرار دخول غرفة نظيفة
تشمل التكوينات الشائعة:
حجرات هواء لشخص واحد
حجرات هواء لشخصين أو من نوع النفق للمناطق ذات الحركة المرورية العالية
4.2 أنظمة قفل الأبواب
للحفاظ على سلامة الضغط ومنع التلوث المتبادل:
يجب أن تكون أبواب الدخول والخروج مقفلة كهربائيًا أو ميكانيكيًا
يمكن فتح باب واحد فقط في كل مرة أثناء التشغيل
يجب تضمين آليات تحرير الطوارئ من أجل السلامة
منطق القفل هو تفصيل هندسي رئيسي تتم مراجعته غالبًا أثناء عمليات تدقيق ممارسات التصنيع الجيدة (GMP).
5. الضغط والتكامل مع أنظمة تكييف الهواء في الغرف النظيفة
يجب دمج دش الهواء في استراتيجية التحكم الشاملة في تدفق الهواء وضغط الغرفة النظيفة:
مصمم عادةً كمنطقة ضغط محايدة أو إيجابية قليلاً
لا ينبغي أن يعطل تدرج ضغط الغرفة النظيفة
يجب موازنة أحجام الهواء المزود والعائد بعناية
التنسيق بين تصميم دش الهواء ونظام تكييف الهواء الرئيسي ضروري لتجنب عدم استقرار الضغط.
6. أنظمة التحكم وواجهة المستخدم
تم تجهيز دشات الهواء الحديثة بأنظمة تحكم ذكية، بما في ذلك:
أوقات دورة قابلة للبرمجة
مؤشرات تشغيل مرئية ومسموعة
لوحات اللمس أو واجهات الأزرار
تكامل اختياري للتحكم في الوصول
تُحسّن الواجهة الواضحة والبديهية امتثال المستخدم وكفاءة التشغيل.
7. اعتبارات التركيب والتشغيل
حتى أفضل تصميم يتطلب تركيبًا صحيحًا وتحققًا:
تركيب محكم لمنع التسرب المتجاوز
اختبار سلامة فلتر HEPA (اختبار PAO/DOP)
التحقق من سرعة الهواء ونمط تدفق الهواء
الاختبار الوظيفي لأقفال الأبواب وأنظمتها
يجب توثيق بيانات التشغيل كجزء من حزمة تأهيل الغرفة النظيفة.
8. الامتثال للمعايير واللوائح
يجب أن يتوافق تصميم دشاشات الهواء مع المعايير ذات الصلة، بما في ذلك:
ISO 14644 (تصنيف وتشغيل الغرف النظيفة)
متطلبات ممارسات التصنيع الجيدة (GMP) للغرف النظيفة الصيدلانية والطبية
إرشادات السلامة البيولوجية الخاصة بالمنشأة أو الصناعة
على الرغم من أن دشاش الهواء ليست إلزامية دائمًا بشكل صريح، إلا أنها معترف بها على نطاق واسع كأفضل ممارسة في البيئات الخاضعة للرقابة.
الخلاصة
تصميم دش الهواء هو مهمة هندسية متعددة التخصصات تجمع بين ديناميكيات تدفق الهواء، وتقنية الترشيح، والتصميم الهيكلي، وتكامل الغرف النظيفة. من خلال التركيز على المبادئ الأساسية - تدفق الهواء الفعال، والترشيح المناسب، والتشابك الموثوق، وتكامل النظام - يمكن لدشاش الهواء تعزيز التحكم في التلوث وأداء الغرف النظيفة بشكل كبير.
بالنسبة لمشاريع الغرف النظيفة في قطاعات الأدوية والتكنولوجيا الحيوية والإلكترونيات ومرافق أبحاث الحيوانات، فإن دش الهواء المصمم بشكل صحيح ليس مجرد ملحق، بل هو عنصر حاسم في استراتيجية قوية للتحكم في التلوث.
اتصل بنا
اترك معلوماتك وسنتواصل معك.
WhatsApp